超高エネルギー宇宙線とは何ですか？

宇宙線は、全方向に高速で宇宙を飛行する素粒子です。 それらの約90％は陽子、9％はヘリウム核、1％は電子です。 名前に反して、宇宙線は光線そのものではなくエネルギー粒子です。 地球では、上層大気と衝突して荷電粒子のシャワーを放出すると、宇宙線を検出できます。 粒子シャワーの強度を観察することにより、宇宙線のエネルギーと方向を推測できます。

超高エネルギー宇宙線（UHECR）は、異常に高いエネルギーを持つ宇宙線の一種です。 超高エネルギー宇宙線を定義する公式のカットオフ制限はありませんが、この用語は一般に、宇宙線エネルギーのGreisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）制限に近づくか、それを超える宇宙線を指します。 GZK制限は、6 x 10 ¹⁹電子ボルトのしきい値エネルギーに対応し、最も強力な粒子加速器の粒子よりも約1,000万倍もエネルギーが高くなります。 この制限を超えると、宇宙線は宇宙マイクロ波背景と相互作用してパイ中間子と呼ばれるエキゾチックな粒子を生成し、それによってエネルギーがGZK制限まで低下すると考えられています。

ただし、GZKの制限を超える宇宙線が観測されています。 これは物理学の謎であり、リースモリンなどの尊敬される物理学者によると、アインシュタインの理論に続く物理理論へのヒントかもしれません。 そのような宇宙線の1つは、ユタ州のダグウェイ試験場で観測され、Oh-My-God粒子と呼ばれ、約3 x 10 ²⁰電子ボルトのエネルギーを持っていました。 これはよく投げられた野球のそれとほぼ同等ですが、ここでは、典型的な原子核よりも小さな粒子について話しています。 この粒子は光速度の約1 – 5 x 10 ^-24で移動していたと推定されます。 これは、宇宙線が光子（光の粒子）を飛ばしている場合、1年間の移動の後、宇宙線は元の光子から46ナノメートルだけ後ろにあることを意味します。

1991年にOh-My-God粒子が発見されて以来、少なくとも15の同様のイベントが記録されており、超高エネルギー宇宙線が実際の現象であることを証明しています。 このような粒子は非常にエネルギーが高いため、銀河の磁場の影響を受ける可能性は低く、そのため、それらの粒子は原点から直進する可能性があります。 しかし、宇宙線が発生した空の方向には興味のあるものは見つかりませんでした。 何故ですか？ わかりません。